第7章 运算放大电路基础及其应用.ppt

7.1 集成运算放大器 7.1.1 运算放大器的结构 HA17741内部电路简图 7.1.2 集成运算放大器的主要参数 2、运算放大器的动态技术指标 7.1.3 理想运算放大器 理想运算放大器的条件 理想运算放大器的特性 1、理想运算放大器的条件 2、理想运算放大器的特性 1、 比例运算电路 §7.3.2 基本运算电路 作用：将信号按比例放大。 类型：同相比例放大和反相比例放大。 方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。 i1= i2 uo _ + ? + ? R2 R1 RP ui i1 i2 1. 放大倍数 虚短路 虚开路 一、反相比例运算电路 结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。 虚开路 2. 电路的输入电阻 ri=R1 平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。 RP =R1 // R2 uo _ + ? + ? R2 R1 RP ui i1 i2 为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大R2，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。 4. 共模电压 电位为0，虚地 输入电阻小、共模电压为 0 以及“虚地”是反相输入的特点。 _ + ? + ? R2 R1 RP ui i1 i2 3. 反馈方式 电压并联负反馈 输出电阻很小！ 反相比例电路的特点： 1. 共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比要求低。 2. 由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。 3. 由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此对输入电流有一定的要求。 4. 在放大倍数较大时，该电路结构不再适用 。 uo _ + ? + ? R2 R1 RP ui R4 R3 i1 i2 i4 i3 M 例：求Au =? i1= i2 虚短路 虚开路 虚开路 该放大电路，在放大倍数较大时，可避免使用大电阻。但R3的存在，削弱了负反馈。 二、同相比例运算电路 _ + ? + ? R2 R1 RP ui uo u-= u+= ui 反馈方式：电压串联负反馈。输入电阻高。 虚短路 虚开路 结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。 虚开路 同相比例电路的特点： 3. 共模输入电压为ui，因此对运放的共模抑制比要求高。 1. 由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。 2. 由于串联负反馈的作用，输入电阻大。 _ + ? + ? ui uo 此电路是电压并联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。 三、电压跟随器 结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。 2、 加减运算电路 作用：将若干个输入信号之和或之差按比例放大。 类型：同相求和和反相求和。 方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。 一、反相求和运算 R12 _ + + ? R2 R11 ui2 uo RP ui1 实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。 i12 iF i11 R12 _ + + ? R2 R11 ui2 uo RP ui1 调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。 二、同相求和运算 实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。 - R1 RF + + ui1 uo R21 R22 ui2 此电路如果以 u+ 为输入 ，则输出为： - R1 RF + + ui1 uo R21 R22 ui2 u+ 与 ui1 和 ui2 的关系如何？ 注意：同相求和电路的各输入信号的放大倍数互相影响，不能单独调整。 流入运放输入端的电流为0（虚开路） - R1 RF + + ui1 uo R21 R22 ui2 R′ 左图也是同相求和运算电路，如何求同相输入端的电位？ 提示： 1. 虚开路：流入同相端的电流为0。 2. 节点电位法求u+。 三、单运放的加减运算电路 实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，以适应不同的需要。 R2 _ + + ? R5 R1 ui2 uo ui1 R4 ui4 ui3 R3 R6 R2 _ + + ? R5 R1 ui2 uo ui1 R4 ui4 ui3 R3 R6 虚短路 虚开路 虚开路 _ + ? + ? R2 R1 R1 ui2 uo R2 ui1 解出： 单运放的加减运算电路的特例：差动放大器 _ + ? + ? R2 R1 R1 ui2 uo R2 ui1 差动放大器放大了两个信号的差，但是它的输入电阻不高（=2R1）, 这是由于